H.262 ^[1] 또는 MPEG-2 파트 2 (公式 名稱은 ISO/IEC 13818-2 ^[2] 이나 MPEG-2 비디오 )는 ITU-T 映像 符號化 專門家 그룹 (VCEG)과 ISO / IEC 動畵像 專門家 그룹 (MPEG)李 共同으로 開發하였고, 維持/補修하는 디지털 비디오 壓縮, 인코딩 標準이다. ITU-T 勸告 H.262와 ISO/IEC 13818-2 文書는 同一하다. H.262 標準은 ITU-T와 ISO에 돈을 支拂해야 使用할 수 있다. ^[1]

槪要 [ 編輯 ]

MPEG-2 映像은 MPEG-1 과 비슷하지만 MPEG-2는 인터레이스 映像(아날로그 放送 TV 시스템에서 使用되는 形式)을 支援한다. MPEG-2 映像은 낮은 비트레이트(1 Mbit/s보다 낮은 비트레이트)에 最適化되어있지 않지만 3Mbit/s 以上으로 MPEG-1을 凌駕한다. 標準을 따르는 MPEG-2 모든 映像 디코더는 MPEG-1 映像 스트림을 再生하는 것이 可能하다. ^[3]

歷史 [ 編輯 ]

H.262에 對한 ISO/IEC 承認 過程은 1994年 11月에 完了되었다. ^[4] 첫 番째 판은 1995年 7月에 承認되었으며 ^[5] , 1996年에 ITU-T ^[1] 와 ISO/IEC가 發表하였다. ^[6]

1996年, Preetahm이 著作權 識別者와 4:2:2 프로파일을 包含하기 위해 2가지 修正을 거쳤다. ^{[1] [7]} ITU-T는 1996年 修正案을 發表하였으며, 1997年에 ISO가 發表하였다. ^[6]

以後에도 ITU-T와 ISO는 다른 修正案들을 發表하였다. ^{[1] [2] [8]}

판 [ 編輯 ]

映像 符號化 [ 編輯 ]

HDTV 카메라는 24FPS('Frame' Per Second) 映像에서 秒當 149,299,200 (=24*1920*1080*3)바이트의 非壓縮 映像 스트림을 發生시킨다. 이 스트림은 디지털 TV가 使用 可能한 TV 채널 帶域에 맞거나, 映畫가 DVD에 맞도록 壓縮되어야 한다. 多幸히도 寫眞 데이터는 空間 重複性 또는 時間 重複性을 가지기 때문에 映像 壓縮 은 效果的이다. 例를 들면, 하늘은 映像의 윗部分에서 파랗게 보이는데, 이 파란 하늘은 몇 프레임 동안 持續된다. 또한, 人間의 눈이 볼 수 있는 限界 때문에 映像에서 認識할 수 없을 程度의 映像 品質減少를 통해 데이터를 줄이는 것이 可能하다.

TV 카메라는 普通 秒當 25張(유럽 基準) 또는 29.97張(北美 基準)의 프레임을 發生시킨다. 디지털 TV는 컴퓨터 하드웨어를 통해 處理하기 위해 이러한 寫眞들을 디지털화할 수 있어야 한다. 그런 다음 各各의 畫素는 하나의 루마 數字와 두 個의 索借 數字로 表現된다. 이 세 가지가 밝기와 픽셀의 色相을 表現한다.( YCbCr 參照.) 그러므로 各 디지털化된 寫眞은 처음에 3가지 直四角形 數字 配列으로 表現된다.

放送/인코딩에서 데이터 量을 줄이기 위한 一般的이고 傳統的인 方法은 두 필드로 나누는 것이다. '톱 필드'(top field)는 홀數 番째 水平線들이고, '바텀 필드'(bottom field)는 짝數 番째 水平線들이다. 受信/디코딩에서는 한 필드의 水平線들이 以前 필드의 水平線들에 끼워지고 번갈아가며 標示된다. 이러한 方式을 飛越 注射 方式 이라고 하며 두 連續的인 필드를 合쳐 '프레임'이라고 한다. 一般的인 필드 레이트는 50(유럽/PAL) 또는 59.94(美國/NTSC)FPS('Field' Per Second)이다. 飛越主事方式처럼 필드가 끼워지지 않는 方式을 循次注射方式 理라 하며 各各의 寫眞을 프레임이라 한다. MPEG은 두 가지 方式을 모두 支援한다.

데이터레이트를 줄이기 위한 또 다른 一般的인 方式은 '씬 아웃'(thin out)하거나, 두 索借 平面을 서브샘플링 하는 것이다. 結果的으로 남아있는 索借 값은 削除된 周邊값들을 表現한다. 씬 아웃이 통하는 理由는 人間의 눈이 索借 細部情報보다 밝기 細部情報를 더 잘 決定하기 때문이다. 4:2:2 索借 形式은 色車값의 折半이 削除되었다는 것을 나타낸다. 4:2:0 索借 形式은 3/4의 色車값이 削除되었다는 것을 나타낸다. 어떠한 色車값도 削除되지 않았다면, 그 索借 形式은 4:4:4이다. MPEG은 세 가지를 모두 支援한다.

MPEG-2는 非壓縮 프레임을 壓縮하는 方式을 세 가지 種類의 프레임으로 나누어 規定한다.( I-프레임 , P-프레임 , B-프레임 )

I-프레임은 하나의 非壓縮 프레임의 壓縮된 버전이다. 이 프레임은 空間的 重複性과, 人間의 눈이 寫眞의 일정한 變化를 感知하지 못 한다는 것을 利用한다. P-프레임과 B-프레임과는 다르게 I-프레임은 以前 또는 다음 프레임의 데이터에 依存하지 않는다. 쉽게 말해서, 非壓縮 프레임은 8x8 픽셀 블록으로 分割된다는 것이다. 各各의 블록에 存在하는 데이터는 離散 코사인 變換 (DCT)을 통해 變換된다. 變換의 結果는 係數의 8x8 行列이다. 離散 코사인 變換은 周波數 變數로 空間的 變數를 變換하지만, 블록의 情報를 變換시키지는 않는다. 元來의 블록은 驛 離散 코사인 變換을 適用함으로써 正確히 再生成될 수 있다. 이렇게 함으로써 얻는 利點은 寫眞이 係數의 量子化 를 통해서 簡單化될 수 있다는 것이다. 많은 係數들 中 普通 높은 周波數를 가진 構成要素가 0이 될 수 있다. 이 過程의 나쁜 點은 밝기와 色相의 微細한 區別이 損失된다는 것이다. 萬若 하나가 行列로의 驛이산 코사인 變換을 양자화된 行列에 適用하면 그 하나는 原本 이미지와 매우 비슷해보이지만 細密하지 못한 이미지를 얻게 된다. 그 다음, 양자화된 計數 行列이 그自體로 壓縮된다. 普通, 양자화된 行列의 한 귀퉁이는 0으로 채워진다. 行列의 反對쪽 코너부터 始作함으로써, 係數를 한 줄로 結合시키기 위해 行列을 통해 지그재깅한고, 그 한 줄 안의 連續的 靈을 위한 런 렝스 符號化 를 代替하고 허프만 符號化 를 結果에 適用하고 하나는 더 작은 數 配列로 行列을 감소시킨다. 放送되거나 DVD에 넣는 것은 이 配列이다. 受信機 또는 플레이어에서, 受信機를 精密하고 元來의 프레임을 再構成하도록 하는 모든 過程은 反對이다.

普通 모든 15番째 또는 그 以上의 프레임은 I-프레임으로 만들어진다. P-프레임과 B-프레임은 寫眞 그룹 (GOP)을 形成하기 위해 IBBPBBPBBPBB(I)와 같은 I-프레임을 따를 수도 있다. 그러나 H.262/MPEG-2 파트 2는 이에 對해 悠然한 基準을 適用한다.

매크로블록 [ 編輯 ]

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P-프레임은 以前의 I-프레임이나 P-프레임의 데이터를 利用할 수 있기 때문에 I-프레임보다 더 壓縮할 수 있다.( 레퍼런스 프레임 :基準 프레임) P-프레임을 發生시키기 위해 以前 基準 프레임은 TV 受信機나 DVD 플레이어에서와 마찬가지로 再構成된다. 壓縮된 P-프레임은 16x16 픽셀 매크로블록 으로 分割된다. 그리고 나서 各各의 매크로블록에 對해 再構成된 基準 프레임이 壓縮된 매크로블록과 第一 적합한 16x16 매크로블록을 檢索한다. 오프셋은 '모션 벡터'로서 인코딩된다. 많은 境遇에 오프셋은 0이 된다. 그러나 寫眞 속의 무엇인가가 움직이면 오프셋은 '오른쪽으로 23픽셀, 위쪽으로 4픽셀' 等과 같이 變하게 된다. 두 매크로 블록 間의 매치가 種種 完璧하지는 않을 것이다. 이것을 맞추기 위해 인코더는 두 매크로블록의 모든 一致하는 픽셀의 差異를 가질 것이다. 이 "residual"은 모션벡터와, 各各의 壓縮된 매크로블록을 위한 DVD에 貯藏된 受信機로 보내진 結果에 덧붙여진다. 가끔씩 適合하지 않은 매치가 찾아진다. 그러고 나서 매크로블록은 I-프레임 매크로블록처럼 取扱된다.

B-프레임을 處理하는 方式은, B-프레임이 基準 프레임 以前 寫眞과 더불어 레퍼런스 프레임의 다음 寫眞을 使用하는 것을 除外하고는, P-프레임의 處理와 비슷하다. 結果的으로 B-프레임은 普通 P-프레임보다 더 壓縮될 수 있다. B-프레임은 基準 프레임이 될 수 없다.

위에서 一般的인 MPEG-2 映像 壓縮에 對해 說明하였지만, 필드, 索借 포맷, 場面 轉換에 對한 應答, 비트스트림의 部分에 붙여진 특별한 富豪, 다른 情報를 包含해서 論議되지 않은, 많은 細部事項이 存在한다.

映像 프로파일과 레벨 [ 編輯 ]

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利用 [ 編輯 ]

• DVD-Video - SD 消費者 映像 포맷. 4:2:0 色相 서브샘플링과 9.8 Mbit/s 以下의 可變 映像 데이터를 使用한다.
• MPEG IMX - SD 專門家用 映像 記錄 포맷.
• HDV - 테이프 基盤 HD 映像 記錄 포맷. 4:2:0 色相 서브샘플링과, 19.4 또는 25Mbit/s의 總 데이터레이트를 使用한다.
• XDCAM - 무테이프 映像 記錄 포맷 시리즈. 特히 MPEG-2 파트 2에 基盤한 포맷을 包含한다.(SD 'MPEG IMX', HD 'MPEG HD', HD 'MPEG HD422') MPEG IMX와 MPEG HD422는 4:2:2 色相 서브샘플링을 使用하고, MPEG HD는 4:2:0 色相 서브샘플링을 使用한다.
• XF Codec - 專門家用 무테이프 映像 記錄 포맷. MPEG HD와 MPEG HD422와 비슷하지만 다른 컨테이너 파일에 貯藏된다.
• HD DVD - 退出된 HD 消費者 映像 포맷.
• 블루레이 디스크 - HD 消費者 映像 포맷.
• 放送 TV - 몇몇 國家에서는 MPEG-2 파트 2를 HDTV 디지털 放送에 使用한다. 例를 들어, ATSC 는 몇몇 스캐닝 포맷(480i, 480p, 720p, 1080i, 1080p)과, 프레임/필드 레이트(채널當 19.4Mbit/s의 데이터레이트 以下, 4:2:0 色相 서브샘플링)를 規定한다.
• 디지털 케이블 TV
• 衛星 TV

各州 [ 編輯 ]

外部 링크 [ 編輯 ]

• 公式 MPEG 웹사이트
• MPEG-2 비디오 인코딩(H.262) - 美 議會 圖書館